Très récemment, Des chercheurs chinois avaient réalisé une intégration sélective du site et de l'espace d'ions métalliques abondants sur terre (par exemple, Fe 2 ⁺ , Co 2 ⁺ , Ni 2 ⁺ ) dans les points quantiques semi-conducteurs (QDs) pour photocatalytique efficace et robuste H 2 évolution à partir de l'eau.

Cette recherche, publié en ligne dans Question , a été menée par une équipe de recherche dirigée par le professeur Wu Lizhu et le Dr Li Xubing de l'Institut technique de physique et de chimie (TIPC) de l'Académie chinoise des sciences.

La photosynthèse dans la nature fournit un paradigme pour la conversion à grande échelle de la lumière solaire en combustibles chimiques. Par exemple, les hydrogénases de certaines bactéries et algues catalysent la réduction réversible des protons en H 2 avec une activité remarquable.

Inspiré de la photosynthèse naturelle, solaire H 2 l'évolution de l'eau est considérée comme une voie idéale pour stocker l'énergie solaire dans des liaisons chimiques. Dans la poursuite d'une transformation chimique hautement efficace, Les QD en conjonction avec des ions métalliques non nobles sont apparus comme la technologie de pointe de H 2 photogénération.

Cette recherche a permis de réaliser avec succès le chargement coopératif et bien contrôlé d'ions de métaux non nobles dans les QD, intégrant ainsi un absorbeur de lumière, couche protectrice et site actif réunis dans un nanocristal ultra-petit, ce qui montrerait un grand potentiel dans la fabrication de dispositifs photosynthétiques artificiels pour la conversion solaire en carburant à grande échelle.

Les techniques spectroscopiques résolues en temps et les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité révèlent la cinétique du transfert de charge interfaciale et le mécanisme de H 2 évolution chez les espèces actives, qui fournit de nouvelles orientations sur la conception de photocatalyseurs multifonctionnels pour des applications pratiques.

Ce travail a été soutenu par le ministère des Sciences et de la Technologie de Chine, la Fondation nationale des sciences de Chine, et le Programme de recherche prioritaire stratégique de l'Académie chinoise des sciences.